(57)【要約】【課題】複数の端末装置の状態情報を基地局から収集することによりネットワークの状態を監視する際に、全ての端末装置からの状態情報を短時間に収集する。【解決手段】基地局ＢＳ、複数の中継器ＲＰＴ、複数の中継器ＲＰＴのそれぞれに接続される複数の端末装置ＲＭＴを、電力線を伝送路として接続して構成される電力線通信ネットワークシステムにおける電力線通信ネットワークの状態監視方法において、前記複数の中継器ＲＰＴのそれぞれが、該中継器の下位に接続される前記複数の端末装置ＲＰＴに対して一定の周期で一斉報知情報を送信し、送信した報知情報に対して前記複数の端末装置のそれぞれから送信されてきた応答情報を自中継器内に蓄積しておき、前記基地局ＢＳから一斉報知情報が送信されてきたとき、自中継器内に蓄積していた端末装置ＲＭＴからの応答情報を前記基地局ＢＳに応答情報として送信する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局、複数の中継器、複数の中継器のそれぞれに接続される複数の端末装置を、電力線を伝送路として接続して構成される電力線通信ネットワークシステムにおける電力線通信ネットワークの状態監視方法において、
前記複数の中継器のそれぞれは、該中継器の下位に接続される前記複数の端末装置に対して一定の周期で一斉報知情報を送信し、送信した報知情報に対して前記複数の端末装置のそれぞれから送信されてきた応答情報を自中継器内に蓄積しておき、前記基地局から一斉報知情報が送信されてきたとき、自中継器内に蓄積していた端末装置からの応答情報を前記基地局に応答情報として送信することを特徴とする電力線通信ネットワークの状態監視方法。
【請求項２】
前記端末装置からの応答情報は、前記伝送路の状態を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の電力線通信ネットワークの状態監視方法。
【請求項３】
前記端末装置からの応答情報は、前記伝送路を使用する通信に適した送信電力、データ長、送信レートを前記端末装置が算出した情報であることを特徴とする請求項１記載の電力線通信ネットワークの状態監視方法。
【請求項４】
前記基地局は、前記中継器から受信した前記端末装置からの応答情報に基づいて複数の端末装置のそれぞれに対する情報の送信制御を行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の電力線通信ネットワークの状態監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）ネットワークの状態監視方法に係り、特に、端末装置の状態情報を基地局から収集することによりネットワークの状態を監視する電力線通信ネットワークの状態監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭内等において、各種の家電製品等の家庭内機器に電力線通信機能を持たせ、ＰＣ等により構成される親機からそれらの家庭内機器を監視、制御すると共に、外部から公衆通信網を介して前述の親機にアクセスし、外部から家庭内機器を監視、制御することを可能にしたシステムが提案されている。また、より高速な信号を電力線通信により取り扱うことを可能にし、インターネットを含む公衆通信網等を介したＩＳＰ(Internet Service Provider）からの映像情報、音声情報等のマルチメディア情報をリアルタイムにＰＣ等の表示装置に表示させることを可能にしたシステムも提案されている。
【０００３】
また、近年、大規模マンション等に対して、大規模な電力線通信ネットワークシステムが導入されるようになってきている。このような電力線通信ネットワークシステムは、インターネット等のグローバルなネットワークに接続されるメディアコンバータ、スイッチハブ、基地局、該基地局に接続される複数の中継器、該複数の中継器のそれぞれに接続される複数の端末装置を電力線により接続して構成されるのが一般的である。このようなシステムが大規模マンション等に対して適用される場合、前述の各端末装置は、マンション内の各住居に備えられ、その住居内に備えられる複数家電機器、ＰＣ等と基地局との間での通信の制御、住居内に備えられる複数機器相互間での通信の制御を行う。
【０００４】
前述したように構成されるシステムにおける基地局は、端末装置との間の通信に使用する伝送路が電力線であるため、端末装置との間の伝送路の状態を監視して、その状態に応じて通信信号の送信を行う必要がある。このため、基地局は、ネットワークの状態監視を行う必要があり、基地局は、一定時間毎に一斉報知情報と呼ばれる状態監視のための信号を全端末装置に送信して、全ての端末装置からの応答情報を収集する処理を行っている。
【０００５】
図５は基地局が状態監視を行う処理を説明するシーケンスチャート、図６は各端末装置が状態監視のための信号に対して基地局に送信する応答情報としてのデータパケットの構成を示す図であり、以下、これらの図を参照して、従来技術による状態監視方法を説明する。なお、図５には、基地局（ベースステーションＢＳ）、中継器（リピータＲＰＴ）、複数の端末装置（リモート端末装置ＲＭＴ１〜ＲＭＴｎ）を示しているが、実際には、中継器は、前述したように複数台ある。また、図示端末装置は、図示中継器に下位に接続される端末装置である。
【０００６】
図５において、基地局が伝送路の状態監視を行おうとする場合、まず、基地局は、中継器、端末装置の全てに対してブロードキャストにより一斉報知情報を送信する（シーケンス５０１）。この一斉報知情報は、中継器、端末装置の全てにより受信され、中継器、端末装置のそれぞれは、受信した一斉報知情報に基づいて伝送路の状態を検出して、その状態を応答情報として基地局に返送する（シーケンス５０２〜５０ｎ）。この応答情報の返送は、中継器、端末装置のそれぞれが伝送路としての電力線上に他の通信信号がないことを確認して行われるので、お互いに衝突することなく行うことができる。
【０００７】
前述において、中継器、端末装置のそれぞれが返送する応答情報のデータパケットの構成は、図６に示しているように、３ビットの送信パワーレベルを示す情報、４ビットの返送パケットのパケット長を示す情報、１バイトのパケット制御情報、最大３バイトの通信速度（送信レート）情報、最大２０４７バイトのデータ、誤り訂正情報である。なお、一斉報知情報に対する応答情報としては、データを含んでいない。このような応答情報を受信した基地局は、送信パワーレベルを示す情報、通信速度情報に基づいて、その後に端末装置へ情報を送信する場合に、送信情報を最適なものになるように制御を行っている。
【０００８】
なお、前述したような電力線を利用してデータ伝送を行う際の電力線の回線品質を測定し、伝送品質を確保するようにする従来技術が、例えば、特許文献１等に記載されて知られており、また、前述で説明したような大規模な電力線通信ネットワークシステムに関する従来技術として、例えば、特許文献２等に記載された技術が知られている。
【特許文献１】特開平６−２９１７００号公報
【特許文献２】特許第３３３０３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来技術による状態監視方法は、基地局が一斉報知情報を送信してから全ての端末装置からの応答情報を受信することができるまでに極めて長時間を要し、この間、他の通信を行うことができなくなってしまうという問題点を有している。すなわち、前述で説明したような大規模な電力線通信ネットワークシステムは、１つの中継器の下位に２０台〜３０台の端末装置が接続され、また、中継器も１つの基地局に数十台接続されて構成されるのが一般的であり、端末装置の数が数百台に及ぶことがあり、基地局が一斉報知情報を送信してから全ての端末装置からの応答情報を受信するまでに２時間〜３時間を要してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、複数の端末装置の状態情報を基地局から収集することによりネットワークの状態を監視する際に、全ての端末装置からの状態情報を短時間に収集することができる電力線通信ネットワークの状態監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば前記目的は、基地局、複数の中継器、複数の中継器のそれぞれに接続される複数の端末装置を、電力線を伝送路として接続して構成される電力線通信ネットワークシステムにおける電力線通信ネットワークの状態監視方法において、前記複数の中継器のそれぞれが、該中継器の下位に接続される前記複数の端末装置に対して一定の周期で一斉報知情報を送信し、送信した報知情報に対して前記複数の端末装置のそれぞれから送信されてきた応答情報を自中継器内に蓄積しておき、前記基地局から一斉報知情報が送信されてきたとき、自中継器内に蓄積していた端末装置からの応答情報を前記基地局に応答情報として送信することにより達成される。
【００１２】
また、前記目的は、前記端末装置からの応答情報が、前記伝送路の状態を示す情報であることにより達成される。
【００１３】
また、前記目的は、前記端末装置からの応答情報が、前記伝送路を使用する通信に適した送信電力、データ長、送信レートを端末装置が算出した情報であることにより達成される。
【００１４】
さらに、前記目的は、前記基地局が、前記中継器から受信した前記端末装置からの応答情報に基づいて複数の端末装置のそれぞれに対する情報の送信制御を行うことにより達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による電力線通信ネットワークの状態監視方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明が適用される電力線通信ネットワークシステムの構成例を示すブロック図、図２は図１に示す中継器及び端末装置の基本的な構成を示すブロック図である。図１、図２において、１１〜１９は端末装置（ＲＭＴ）、２１〜２３は中継器（ＲＰＴ）、２４は基地局（ＢＳ）、２５はスイッチハブ（ＳＷＨＵＢ）、２６はメディアコンバータ、２７はグローバルネットワーク、２８は電力線、３１は送信回路、３２は受信回路、３３は演算器、３４はメモリである。
【００１７】
本発明が適用される電力線通信ネットワークシステムは、図１に示すように、基地局２４と、この基地局２４に電力線２８を信号の伝送路として接続される複数の中継器２１〜２３と、これらの中継器２１〜２３のそれぞれに前述と同一の電力線２８を信号の伝送路として接続される複数の端末装置１１〜１９とを備えて構成される。そして、基地局２４は、スイッチハブ２５、メディアコンバータ２６を介してインターネット等のグローバルネットワーク２７に接続されている。基地局２４からメディアコンバータ２６までを接続する通信路は、イーサネット（登録商標）、ＬＡＮ等であってよい。
【００１８】
前述において、端末装置１１〜１９に接続されているＰＣ等がグローバルネットワーク２７に収容されている情報サービスを行うプロバイダ等と通信を行う場合、端末装置からの信号は、中継器２１〜２３の１つで中継された後、基地局２４の制御の下で端末装置からの電力線通信信号がグローバルネットワーク２７上に送信することが可能な通信信号に変換されて、スイッチハブ２５、メディアコンバータ２６を介してグローバルネットワーク２７に送信され、また、プロバイダ等からの通信信号は、メディアコンバータ２６、スイッチハブ２５を介して基地局２４で受信され、基地局２４の制御の下でグローバルネットワーク２７上の通信信号が電力線通信信号に変換されて所定の端末装置に送信される。
【００１９】
中継器２１〜２３、端末装置１１〜１９は、よく知られたＰＬＣモデムチップと、電力線への信号の重畳回路（分離回路を含む）とを有して基本的に同様な構成を持って構成され、図２に示すように、送信回路３１、受信回路３２、演算器３３、メモリ３４を備えている。図２に示す回路が中継器である場合、該中継器は、電力線２８上の電力線通信信号を受信回路３２により受信し、増幅した後、その電力線通信信号を送信回路３１から電力線２８に送信するという動作を行うだけでよい。なお、電力線上の電力線通信信号には、通信を行っている端末のアドレスが格納されているので、中継器は、このアドレスにより、自中継器の下位に接続されている端末装置が送受信を行っている電力線通信信号に対してだけ中継動作を行えばよい。
【００２０】
また、図２に示す回路が端末装置である場合で、ＰＣ等が直接この端末装置に接続されている場合、ＰＣ等がインタフェースを介して演算器３３に接続される。そして、この場合の端末装置は、ＰＣ等からの音声、画像、データ等を含む各種の情報を含む信号を、演算器３３で処理して電力線通信信号に変換し、この電力線通信信号を送信回路３１から電力線２８上に送信すればよい。端末装置から電力線２８に送信された電力線通信信号は、中継器２１〜２３、基地局２４を介してグローバルネットワーク２７に送信される。また、基地局２４で受信されたグローバルネットワーク２７からの通信信号は、中継器２１〜２３を介して所定の端末装置に受信され、ＰＣ等に入力される。また、端末装置相互間の通信を行うことも可能であり、この場合、同一の中継器の下位にある端末装置相互は、直接通信を行うことができ、また、異なる中継器の下位にある端末装置相互は、それぞれの中継器を介して相互に通信を行うことができる。
【００２１】
さらに、図２に示す回路が端末装置である場合で、この端末装置が、住宅内の家電機器等の監視制御を行うものである場合、この端末装置は、住宅内の家電機器のそれぞれに設けられる同様な構成の端末装置との間で電力線を伝送路とした通信を行って、各家電機器の制御を行うことが可能であり、また、家電機器内の各種のセンサからの信号を監視信号として取り込んで、グローバルネットワーク２７上の中央監視装置等に送信することもできる。
【００２２】
前述したように構成されるシステムにおいても、従来技術の場合と同様に、基地局は、端末装置との間の伝送路の状態を監視して、その状態に応じて通信信号の送信を行う必要がある。次に、本発明の実施形態での伝送路の状態を監視する電力線通信ネットワークの状態監視方法について説明する。
【００２３】
図３は本発明の実施形態における基地局が状態監視を行う処理を説明するシーケンスチャート、図４は各端末装置が状態監視のための一斉報知情報に対する応答情報として中継器に送信するデータパケットの構成を示す図であり、以下、これらの図を参照して、本発明の実施形態による状態監視方法を説明する。なお、説明の簡略化のため、図３には、基地局、１台の中継器、２台の端末装置（ＲＭＴ１、ＲＭＴ２）を示しているが、実際には、中継器は、図１により説明したように複数台あり、また、端末装置も多数台ある。
【００２４】
まず、図３を参照して、電力線ネットワークの状態監視を行うシーケンスについて説明する。
【００２５】
（１）中継器は、一定の周期で、自中継器の下位に接続されている自中継器の監視下にある複数の端末装置に対して一斉報知情報を送信する。この場合、一斉報知情報は、基地局にも受信されるが、基地局は、この一斉報知情報を無視し、応答を行わない（シーケンス３０１、３０２）。
【００２６】
（２）各端末装置は、受信した一斉報知情報に基づいて伝送路の状態を検出して、その状態を応答情報として中継器に返送する。中継器は、各端末装置からの線路状態の情報を含む応答状態を受信し、これらの応答情報に含まれる線路状態の情報を自中継器内のメモリのテーブルに格納して更新する（シーケンス３０３〜３０４）。
【００２７】
なお、図示していないが、シーケンス３０１〜３０４の処理は、複数の中継器がそれぞれ独立に、自中継器の下位に接続されている自中継器の監視下にある複数の端末装置に対して行い、自中継器内のメモリのテーブルの更新を行う。
【００２８】
（３）基地局は、一定の周期で、自基地局の下位に接続されている自基地局の監視下にある複数の中継器に対して一斉報知情報を送信する。この一斉報知情報は、端末装置にも受信されるが、端末装置は、一斉報知情報が基地局から発せられたものであることを検知して、一斉報知情報を無視し応答信号の送信を行わない（シーケンス３０５〜３０７）。
【００２９】
（４）シーケンス３０５で、基地局から送信された一斉報知情報は、各中継器により受信される。そして、基地局からの一斉報知情報を受信した中継器は、自中継器内のメモリのテーブルに格納していた各端末装置からの応答情報に含まれる線路状態の情報を基地局に送信する。基地局は、中継局から受信した情報に基づいて、自身が管理する全ての端末装置がそれぞれどのような線路状態にあるかの情報を内部に設けられるメモリに格納して管理する（シーケンス３０８）。
【００３０】
前述において、中継器は、自中継器の監視下にある電力線通信ネットワークに新たに端末装置が追加された場合、追加された端末装置の情報を内部のメモリのテーブル内に追加格納して管理し、また、端末装置が削除された場合、削除された端末装置の情報を内部のメモリのテーブルから削除する。そして、前述シーケンスにおいて、基地局から一斉報知情報を受信したときに、それらの端末装置の追加、削除の情報を基地局に送信する。また、中継器は、端末装置の追加、削除が多くあって、メモリ内のテーブルが大きく変更された場合、基地局からの一斉報知が送信されてこないときにも、その情報を基地局に送信することができる。
【００３１】
次に、図４を参照して各端末装置が状態監視のための一斉報知情報を受信したときに応答情報として中継器に送信するデータパケットの構成について説明する。
【００３２】
端末装置のそれぞれが返送する応答情報のデータパケットの構成は、図４に示しているように、２バイトのパケット制御情報、最大３バイトで構成される送信パワーレベル、パケット（データ）長、通信速度（送信レート）、ビットエラーレートを含む情報、最大２０４７バイトのデータ、誤り訂正情報である。なお、一斉報知情報に対する応答情報としては、データを含んでいない。
【００３３】
前述の最大３バイトで構成される情報に含まれる送信パワーレベル（送信電力）、パケット長、送信レート、ビットエラーレートの各情報は、各端末装置が中継器から送信された一斉報知情報を受信したとき、その受信データのエラーの状態から伝送線路の状態を判断して、最適な送信電力、パケット長、送信レートとして算出したものである。このように最適化された送信電力、パケット長、送信レートの情報は、応答情報としてのデータパケット内に格納されて中継器に送信される。
【００３４】
すでに説明したように、中継器は、一斉報知情報に対する応答情報を受信すると、その応答情報に含まれる前述の最適化された送信電力、データ長、送信レートの情報を端末装置対応に自中継器内のメモリのテーブルに格納する。その後、中継器は、基地局からの一斉報知情報を受信したときに、メモリ内のテーブルに格納していた端末装置毎の前述の最適化された送信電力、データ長、送信レートの情報を基地局に送信する。
【００３５】
基地局は、一斉報知情報に対する応答情報として中継器から送信されてきた端末装置毎の前述の最適化された送信電力、データ長、送信レートの情報を受信すると、受信したこれらの情報を基地局内のメモリにデータとして格納する。これらの情報は、電力線を使用した伝送路を介して各端末装置がどのような状態にあるかを示す情報であり、システムの管理者等により利用される。
【００３６】
すなわち、本発明が適用される電力線通信ネットワークシステムの設置業者あるいは管理者は、基地局における前述したデータを読み出して確認することにより、伝送路の状態がどのような状態にあるかを知ることができ、伝送路の状態の悪い部分についての改善等を図ることができる。
【００３７】
以上説明した本発明の実施形態によれば、インターネット等のグローバルなネットワークに接続されるメディアコンバータ、スイッチハブ、基地局、該基地局に接続される複数の中継器、該複数の中継器のそれぞれに接続される複数の端末装置を電力線により接続して構成される大規模な電力線通信ネットワークシステムにおいて、中継器が自中継器の監視下にある端末装置に対して一定時間毎に一斉報知情報を送信することにより、予め端末装置の状態を一定時間毎に収集保持しておき、基地局から一斉報知情報が送信されてきたとき、保持していた情報を基地局に送信することとしているので、基地局が各端末装置の状態を収集するために必要とする時間を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が適用される電力線通信ネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す中継器及び端末装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における基地局が状態監視を行う処理を説明するシーケンスチャートである。
【図４】各端末装置が状態監視のための一斉報知情報に対する応答情報として中継器に送信するデータパケットの構成を示す図である。
【図５】基地局が状態監視を行う処理を説明するシーケンスチャートである。
【図６】各端末装置が状態監視のための信号に対して基地局に送信する応答情報としてのデータパケットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１〜１９  端末装置（ＲＭＴ）
２１〜２３  中継器（ＲＰＴ）
２４  基地局（ＢＳ）
２５  スイッチハブ（ＳＷＨＵＢ）
２６  メディアコンバータ
２７  グローバルネットワーク
２８  電力線
３１  送信回路
３２  受信回路
３３  演算器
３４  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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